张万志 徐帮树 曾仲毅 田斌华 石伟航

(1山东大学岩土与结构工程研究中心, 济南 250061)(2贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司, 贵阳 550081)

膨胀性黄土是黄土地区自然地质变化过程中形成的一种对建筑工程具有特殊危害性的地质体,兼具黄土和膨胀土的特性[1-2],在我国中西部地区分布广泛.膨胀性黄土具有的胀缩性和裂隙性对建筑工程具有严重危害,较为突出的是持续降雨作用下穿越膨胀性黄土地层的隧道施工遇到的大变形、塌方、洞口滑坡等问题[3].

降雨入渗是诱发膨胀性黄土地层隧道工程失稳破坏的主要因素,其影响可概括为3个方面：① 雨水渗入土体后,导致土体原有非饱和区内部的负孔隙水压力急剧降低,根据非饱和抗剪强度理论,负孔隙水压力的降低甚至消失将引起土体抗剪强度的降低[4]；② 入渗的雨水将导致土体不同部位出现暂态饱和区,增大区域土体自重,使隧道洞顶的下滑力增加,且土体体积含水率增大也将使土体强度显著降低；③ 膨胀土会随降雨增湿过程而吸水膨胀,其膨胀变形在受到初期支护的约束作用后,对其产生一定的膨胀力作用,从而对支护效果产生较大影响[5].以上3个方面与土体的渗流特征密切相关,因此研究膨胀性黄土隧道在降雨条件下的渗流特征是研究其稳定性的必要前提.

目前,许多学者已对降雨入渗作用下隧道和边坡工程的稳定性开展了相关研究.王军等[6]基于有限差……